合肥地区新能源发电规划分析

王克峰，梁修巩，黄长杰，祝 军，郁永胜

(国网合肥供电公司，安徽 合肥 230022)

0 前言

近年来，石化能源已出现枯竭现象，积极开展新能源相关研究，对于解决环境污染和资源匮乏问题具有重要意义。目前，新能源已成为节约和代替部分化石能源的唯一途径。

结合合肥地区新能源发展现状，本文重点分析研究风能、生物质能、垃圾、太阳能等新型能源发电。

1 合肥地区新能源发电现状与规划

1.1 合肥地区新能源发电并网现状

1.1.1 合肥地区新能源发电并网概况

2013年合肥地区全社会最大负荷458.9万千瓦，新能源发电容量占所辖电网区域最大用电负荷的6.04%。截止2013年底，合肥电网并网的发电厂容量共有2377.2MW，其中新能源发电并网容量为277.2MW，占总发电容量的11.66%。

近年来，合肥地区新能源发电发展迅猛，主要为风力发电、生物质能发电、垃圾发电和光伏发电，各类新能源发电装机容量统计如表1所示。

1.1.2 合肥地区新能源发电并网运行情况

合肥地区新能源发电已成为合肥电网的重要组成部分，但风能、太阳能等间歇性新能源大量接入电网后，对系统平衡运行、调度技术等影响较大，合肥电网运行方面出现了更多新问题。

1.1.3 合肥地区新能源发电并网存在的问题

(1)新能源发电规划与电网规划协调性需进一步提高。电网规划与新能源发电规划不协调增加了新能源发电并网工程建设的难度，新能源项目建设周期短，电网建设周期长，使得新能源项目与配套电网项目投产不同步而造成并网难。另外，部分新能源发电规划特别是大容量的新能源发电规划中，没能充分考虑系统电源结构、制定相应的配套调峰调频电源规划。

(2)新能源发电并网运行管理水平需进一步提高。目前，光伏发电等新能源发电项目的开发管理仍存在不规范现象，使预测新能源发电难、准确度低，使电网调度计划管理难度加大。

(3)社会对新能源发电的认识需进一步提高。目前，新能源发电项目专业化人员缺乏、运行维护制度不规范的问题十分突出，新能源运维检修存在一定的安全隐患。

(4)大量光伏面板的使用带来潜在电磁污染。随着合肥地区光伏发电的快速发展，大量多晶硅光伏面板投入使用，但光伏面板的寿命是有限的，目前尚未出台针对光伏面板回收处理的政策、方案和组织，因此，未来废弃的光伏面板会给人们日常生活带来一定程度的电磁环境污染。

表1 2013年合肥地区新能源发电装机容量

1.2 合肥地区新能源发电并网规划

1.2.1 2014 －2015 年新能源发电重点项目

合肥地区新能源并网重点项目多为光伏发电项目。2014－2015年，合肥地区新能源发电主要为风力发电、垃圾发电、生物质能和光伏发电。至2015年底装机容量新增480.8MW，将达到758MW，根据省市能源局近两年规划和核准的重点项目统计如表2所示。

表2 2015年底合肥地区新能源发电并网规模预测

1.2.2 2020 年前新能源发电展望

预测未来几年新能源发电并网容量增长迅猛。至2020年底，合肥地区新能源发电装机容量预计新增740MW，将达1498MW，如表3所示。

表3 2020年前合肥地区新能源发电并网规模预测

2 新能源发电接入对合肥电网的影响

2.1 风力发电接入对电网的影响

(1)对电力系统规划和负荷预测有影响。由于风力的随机性和间歇性等非线性特点，风力发电并网使得电网规划人员难以准确预测负荷的增长情况，从而影响电网规划。

(2)给电力系统的稳定性造成冲击。目前，合肥大多风电机组不具备低电压穿越特性，机组抗电压扰动能力较低，使得风电场切机风险提高，影响电网的安全稳定运行。

(3)引起系统电能质量下降。风电并网对电能质量的影响主要体现在电压和频率等方面。风速变化、风机投切等都会引起电压波动和闪变;风力发电机并网运行会给电网带来谐波污染、影响系统的频率稳定。

2.2 垃圾、生物质能发电接入对电网的影响

(1)对电能质量的影响:考虑到垃圾和生物质发电持续能力的不稳定性，发电能力无法作为电网功率平衡调节的因数。

(2)对电力可靠性的影响:目前，合肥地区垃圾、生物质发电形成区域多元化电源供应结构，当电网停电时，通过垃圾、生物质发电，提高了电网供电的可靠性，同时缓解了部分负荷过载的问题。

2.3 光伏发电接入对电网的影响

(1)对电能质量和电力系统稳定性的影响:光伏发电电能输出在很大程度上受物理因素和地理条件的制约，其受太阳辐射强度和天气因素的影响，输出功率具有波动性和间歇性，发电单元接入电网后会引起相关线路的潮流发生变化和电压波动，光伏发电输出功率的随机性及电力电子转换装置等都给电网带来谐波污染。另外，同一配电台区接入大量家庭式单相光伏发电系统后，可能导致台区的三相电流不平衡。再次，大量分布式光伏发电并网会影响系统的频率稳定。

(2)对电网结构和设备的影响:光伏发电接入电网后，将向电网注入大量的高次谐波及直流分量，谐波会造成仪表计量误差，增大无功功率，使电力设备及输电线路中损耗和温升增加，降低供电设备的寿命。

(3)对电网调度和可靠性的影响:光伏发电接入电网后，使得电网拥有多个供电节点环网，辐射式的网络将变为一个遍布电源和用户互联的网络，需随时对网络的潮流分布进行重新分析，进而使电压调节变得困难。

3 降低新能源发电接入对电网影响的对策及建议

3.1 降低新能源接入对电网影响的对策

新能源发电要加强与其他常规电源发展的相互协调，提高系统调节能力，保障电量的充分消纳。加强与电网建设的相互协调，同步建设新能源发电的配套送出工程，提高新能源发电计划申报的准确性。

(1)新能源发电与电网、电源进行统一规划。在电网规划中需具体明确重点新能源发电项目接入电力系统的配套电网工程。制定新能源发电规划要从发展目标、主要任务、区域布局、重点项目、实施进度、配套电网和调峰电源建设和保障措施等方面进行完善，实现新能源发电规划与其他电源规划相协调，明确装机规模与其他电源的调节能力及系统调峰电源的匹配规模。

(2)做好新能源发电并网配套工程的前期工作。加快新能源发电配套网架的建设，要在规划中具体明确新能源发电装机规模和接入电力系统的电网工程。

(3)加强新能源发电的运行管理及与发电企业的联系。加强对新能源发电特性的研究分析，确定合理的运行备用水平;加强新能源发电功率预测管理、实时监控管理、调度管理，在日前调度计划中优先安排新能源发电，进一步提高对新能源发电的计划性。

(4)针对新能源发电并网后产生的高次谐波和直流分量，建议在并网试运行时进行测量并选择性的加装滤波装置。在并网侧设置相应的保护装置。加强与发电企业的沟通联系，督促新能源发电企业的发电建设和运行维护水平。

(5)合理布置新能源发电接入电压等级、并网方式。根据新能源发电基地位置、容量及接入变电站的实际负荷情况等确定接入电压等级和并网方式。

3.2 新能源发电并网相关建议

(1)合肥地区新能源发电应坚持科学发展，统筹协调规划，合理控制接入规模。

(2)建议在部分区域安装和推广分布式储能装置并网，对负荷削峰填谷，提高电网运行效率。

(3)建立新能源发电并网评审机制，严格审查把关。通过完善新能源发电并网评审制度、规范新能源并网管理，进一步规范新能源发电规模、接入点、接入方式、补偿配置、电能质量控制措施等，从而将新能源发电接入对系统的影响降到最小。

(4)加大新能源发电研究及人员培训工作。建立新能源发电规划研究协作体系，充分发挥科研院所和相关企业的规划研究力量，充分吸取专家、学者和社会的公众意见。

(5)呼吁相关部门成立新能源发电设备维护、回收专业组织和相关方案，从而避免光伏面板等发电设备对人员危害和环境污染。

4 结论

4.1 合肥地区新能源发电容量和占比处于合理范围

针对合肥地区新能源发电现状进行分析，对2015年及2020年新能源发电并网容量及所占负荷的比例进行预测如表4所示。

表4 合肥地区新能源发电规模分析

合肥地区新能源并网容量所占全社会最大负荷的比例逐年增加，至2020年比例达到18.73%，仍旧满足相关规程规范的要求，初步预计2020年前，尚无需限制新能源发电并网容量和规模。

4.2 电网规划基本满足新能源发电重点项目接入

根据合肥地区2014－2020年电网规划报告，上述所列35kV及以上电压等级的重点新能源发电项目都拟定了接入方案和备选方案。但10kV及以下分布式光伏发电并网项目，尤其是光伏下乡项目，存在接入台区或线路无法满足相关规程规范的要求。因此，仍需加大与新能源发电企业的沟通联系，提前做好相关配电网改造前期工作。

［1］张晓东，杜云贵，郑永刚，等.核能及新能源发电技术［M］.北京:中国电力出版社，2008.

［2］张洋.风电场无功补偿容量及其控制方法的研究［D］.长春:东北电力大学，2005.

［3］廖明夫，R Gasch J Twele.风力发电技术［M］.西安:西北工业大学出版社，2009.

［4］电监会.我国风电发展情况调研报告［R］.北京:国家电力监管委员会，2009.